Студопедия
Обратная связь


Авиадвигателестроения Административное право Административное право Беларусии Алгебра Архитектура Безопасность жизнедеятельности Введение в профессию «психолог» Введение в экономику культуры Высшая математика Геология Геоморфология Гидрология и гидрометрии Гидросистемы и гидромашины История Украины Культурология Культурология Логика Маркетинг Машиностроение Медицинская психология Менеджмент Металлы и сварка Методы и средства измерений электрических величин Мировая экономика Начертательная геометрия Основы экономической теории Охрана труда Пожарная тактика Процессы и структуры мышления Профессиональная психология Психология Психология менеджмента Современные фундаментальные и прикладные исследования в приборостроении Социальная психология Социально-философская проблематика Социология Статистика Теоретические основы информатики Теория автоматического регулирования Теория вероятности Транспортное право Туроператор Уголовное право Уголовный процесс Управление современным производством Физика Физические явления Философия Холодильные установки Экология Экономика История экономики Основы экономики Экономика предприятия Экономическая история Экономическая теория Экономический анализ Развитие экономики ЕС Чрезвычайные ситуации ВКонтакте Одноклассники Мой Мир Фейсбук LiveJournal Instagram 500-летие Реформации


Эффект Мёссбауэра

<== предыдущая статья | следующая статья ==>

Суть эффекта заключается в том, что испускание или поглощение - квантов ядрами атомов в твёрдом теле сопровождается поглощением или генерацией фононов в кристаллических структурах. Поэтому ядерный гамма-резонанс (ЯГР) используется в анализаторах состава вещества для измерения спектральных характеристик ядер.

При воздействии электромагнитными полями на вещество происходит смещение его спектра излучения в результате взаимодействия ядерного и электронного магнитных моментов, что говорит о структуре, составе, свойствах вещества, содержащего резонансный изотоп. При испускании - кванта ядро приобретает импульс в противоположную сторону вылета кванта. На отдачу расходуется часть энергии кванта, поэтому он имеет частоту, меньшую, чем у свободных атомов:

. (5.8)

В результате энергии кванта не хватает для поглощения другими атомами, но кристалл может поглотить эту энергию кванта, так как его масса больше и частота колебаний значительно меньше, чем у одного атома. При этом образуется фонон и в кристалле появляются механические колебания. Происходит также и обратное влияние механических колебаний кристалла на - излучение (фотон – фононное взаимодействие).

Данный эффект характеризуется очень высокой чувствительностью. Резонансное поглощение фотонов невозбужденными ядрами радиоактивных элементов уже при ничтожно малом отклонении частоты фотона от резонансной становится невозможным (у ядра высокая добротность). Так, например, если имеется мишень из материала, поглощающего фотоны, то достаточно скорости перемещения источника или мишени несколько сантиметров в секунду, чтобы вследствие эффекта Доплера изменилась частота фотона, и нарушился его резонансный захват атомом.

Метод ЯГР – спектроскопии в настоящее время используется для анализа структуры белков, динамике изменения белков. В основу таких устройств положена способность с помощью ЯГР регистрировать часть поглощаемой энергии, которая пошла на генерацию механических колебаний атомов.

В 2000 году в журнале Hyperfine Interactions Мёссбауэр дал наглядную интерпретацию эффекта: «Ситуация напоминает человека, прицельно бросающего камень из лодки. Бо́льшую часть энергии согласно закону сохранения импульса получает лёгкий камень, но небольшая часть энергии броска переходит в кинетическую энергию получающей отдачу лодки. Летом лодка просто приобретёт некоторое количество движения, соответствующее отдаче, и отплывёт в направлении, противоположном направлению броска. Однако зимой, когда озеро замерзнет, лодку будет удерживать лёд, и практически вся энергия броска будет передана камню, лодке (вместе с замерзшим озером и его берегами) достанется ничтожная доля энергии броска. Таким образом, отдача будет передаваться не одной только лодке, а целому озеру, и бросок будет производиться «без отдачи». Если человек натренирован так, что всегда затрачивает на бросок одинаковую энергию, и в цель, расположенную на удалении, он сможет попасть, стоя на том же расстоянии от неё на твёрдом грунте, то при броске камня с лодки отдача будет приводить к «не добросу». Тепловое уширение в этом представлении соответствует волнению на озере, которое увеличивает разброс прицельно бросаемых камней, а неизбежные собственные не вынужденные ошибки спортсмена характеризуются естественным разбросом или кучностью бросков, аналогичными естественной ширине спектральной линии излучения/поглощения и времени жизни соответствующего ей возбуждённого состояния ядра».

Метод ядерного гамма резонанса используется в физическом материаловедении, химии, минералогии и биологии (например, при анализе свойств Fe-содержащих групп в белках). Эффект поглощения излучения усиливают путём обогащения образца мёссбауэровскими изотопами, повышая, например, содержание изотопа железа в пище подопытных животных.

Одним из впечатляющих применений метода стал эксперимент Паунда и Ребки, которые в 1960 г. измерили в лабораторных условиях гравитационное смещение гамма - квантов, предсказываемое общей теорией относительности. Суть эксперимента заключалась в следующем. Из теории Мессбауэра следовало, что поток фотонов, падая вертикально на мишень в поле земного притяжения, должен увеличивать свою энергию при неизменной скорости за счет увеличения частоты фотона. Это приведет к ухудшению условий их резонансного поглощения ядрами томов. Ожидаемое увеличение массы фотона в результате действия гравитации составило . Эксперимент на основе эффекта Мёссбауэра стал еще одним доказательством правильности общей теории относительности.

 

<== предыдущая статья | следующая статья ==>





 

Читайте также:

Тактильная чувствительность

Потенциометрический анализатор

Физическая природа туннельного эффекта

Силовая спектроскопия

Эффект Зеемана

Интерференционные и дифракционные явления при движении частиц

Эффект Мейснера и его практическое применение

Примеры применений ССМ-77

Стационарный и нестационарный эффекты Джозефсона и применение их в измерительной технике

Проприоцептивная чувствительность, ощущения, восприятие

Магнитооптические явления

Оптические иммуносенсоры

Вернуться в оглавление: Физические явления

Просмотров: 1342

 
 

54.167.211.58 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам.